海洋石油發(fā)展與復(fù)合軟管輸送
隨著海洋石油工業(yè)的發(fā)展,軟管技術(shù)發(fā)展迅速,軟管在動力性能、地形適應(yīng)性、抗腐蝕、安裝等方面的優(yōu)勢越來越明顯,越來越多的油田開發(fā)采用軟管來代替鋼管。
復(fù)合軟管的應(yīng)用首先面臨的問題是如何將軟管與平臺連接,因而需要設(shè)計新型軟管接頭,在保證強度和密封性的前提下,軟管的復(fù)合材質(zhì)采用通常的金屬材質(zhì),便于安裝法蘭或進行焊接等操作。
1、新型接頭的密封性
在接頭前端設(shè)計環(huán)形空腔,在空腔內(nèi)放入Y型密封圈,通過擰緊高強度螺栓,使Y型密封圈產(chǎn)生初始變形,具有初始密封效果;當復(fù)合軟管內(nèi)部充滿高壓輸送介質(zhì)時,高壓介質(zhì)就會進一步壓縮Y型密封圈,使密封效果得到進一步提高,且輸送介質(zhì)壓力越高,Y型密封圈的密封效果越好。通過選擇合適的Y型密封圈制作材料,其承受的最大密封壓力可達100MPa以上,遠遠超過目前中國石油行業(yè)涉及的最大壓力。
2、新型接頭的防腐性
注膠接頭在安裝過程中無扣壓方式,只涉及到焊接這種常規(guī)方式,這將大大拓寬材料的選擇范圍。可以根據(jù)輸送介質(zhì)的成分、溫度和所處海域的海況等綜合考慮,通過選擇不同的防腐材料,使接頭自身滿足不同的防腐要求,避免了安裝陽極等額外的防腐工作量,降低了施工費用、施工風險和運營風險。
3、新型接頭的強度和可靠性
通過焊接將注膠接頭直接與復(fù)合軟管金屬承拉層連接在一起,使二者之間具有較高的連接強度;向注膠接頭空腔內(nèi)注入大量的環(huán)氧樹脂,通過環(huán)氧樹脂的固化,使注膠接頭與復(fù)合軟管組成一個整體,為注膠接頭提供足夠的連接強度。在這個過程中不需要像傳統(tǒng)的扣壓接頭那樣進行冷變形操作,可避免接頭產(chǎn)生塑性變性和裂紋;另外也不需要扣壓操作,避免了復(fù)合軟管的內(nèi)襯管和包覆層形變。這就保證了復(fù)合軟管和接頭的完整性,顯著提高了總體可靠性。
4、新型接頭的其他優(yōu)點
新型接頭沒有內(nèi)脹過程,可以使接頭內(nèi)徑和復(fù)合軟管內(nèi)徑設(shè)計制作得完全相同,這不但避免了接頭縮徑對整條管道輸送量的影響,而且方便了日后的通球清掃工作,避免了因縮徑產(chǎn)生卡球現(xiàn)象。同時,新型接頭在設(shè)計上可以預(yù)留很大的空腔,方便日后設(shè)計安裝排氣閥、通電裝置、監(jiān)測裝置等,而且這些裝置都可以安裝在接頭外套內(nèi)部,避免施工過程對它們造成損壞。
復(fù)合軟管是由鋼材及塑料組成的復(fù)合管,主要用于海底的原油或天然氣輸送。根據(jù)不同的外部環(huán)境(耐壓)、所需輸送的流體特性(耐腐蝕)和輸送條件(耐溫),可選擇不同的管材層結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料。
(1)通過復(fù)合軟管結(jié)果分析以及與實驗結(jié)果的對比,證明有限元法可以較好地模擬鋼帶纏繞增強塑料復(fù)合軟管在單向拉伸,彎曲及扭轉(zhuǎn)載荷作用下的變形,并且說明本文所采用的數(shù)值模擬方法能夠較好地預(yù)測軟管的變形情況;
(2)采用有限元法模擬鋼帶纏繞增強塑料復(fù)合軟管單向拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)實驗的精度較高、成本較小,避免了大量重復(fù)性的實驗。
復(fù)合軟管
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輸油軟管
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化工軟管
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防靜電軟管
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輕型軟管
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